一种基于二极管钳位的宽电压输出范围的三相逆变器

本发明涉及逆变器器，具体涉及一种基于二极管钳位的宽输出电压范围的三相逆变器。

背景技术：

0、技术背景

1、如今燃料电池和电动汽车锂电池行业发展迅速，对逆变器的要求也随之提升，逆变器是一种能将直流电转变为交流电的电力电子设备。目前较常用的三相逆变器种类有：z源逆变器(z-vsi)、b源逆变器(b-vsi)、电流源逆变器、电压源逆变器，由燃料电池供电的电机驱动要求极高，逆变器必须应对为电机驱动供电的燃料电池的宽直流电压变化，并且还应输出高质量的电机电压，传统的逆变器包含两个能量级，这大大增加了损耗。

2、为了解决上述的问题，本发明提出了一种基于二极管钳位的宽电压输出范围的三相逆变器。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于二极管钳位的宽电压输出范围的三相逆变器，以解决传统三相逆变器器无法实现宽输出电压范围的问题。

2、本发明采取的技术方案为：一种基于二极管钳位的宽电压输出范围的三相逆变器，包括直流电压源模块，y-inverter逆变模块，mosfet控制模块，pmsm负载模块；其特征在于直流电压源模块输出与y-inverter逆变模块输入相连，mosfet控制模块输出与y-inverter逆变模块输入相连，y-inverter逆变模块输出与pmsm负载模块输入相连；所述的直流电压源模块包括电压源vdc；所述的y-inverter逆变模块包括晶体开关管t1、晶体开关管t2、晶体开关管t3、晶体开关管t4、晶体开关管t5、晶体开关管t6、晶体开关管t7、晶体开关管t8、晶体开关管t9、晶体开关管t10、晶体开关管t11、晶体开关管t12、晶体开关管t13、晶体开关管t14、晶体开关管t15、晶体开关管t16、晶体开关管t17、晶体开关管t18、晶体开关管t19、晶体开关管t20、晶体开关管t21、晶体开关管t22、体开关管t23、晶体开关管t24、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8、二极管d9、二极管d10、二极管d11、二极管d12、二极管d13、二极管d14、二极管d15、二极管d16、二极管d17、二极管d18、二极管d19、二极管d20、二极管d21、二极管d22、二极管d23、二极管d24、二极管d25、二极管d26、二极管d27、二极管d28、二极管d29、二极管d30、二极管d31、二极管d32、二极管d33、二极管d34、二极管d35、二极管d36、电感l1、电感l2、电感l3、电容ci、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容ca、电容cb、电容cc；所述的直流电压源模块的电压源vdc正极与y-inverter逆变模块的电容ci正极相连，电压源vdc负极与y-inverter逆变模块的电容ci负极相连。

3、所述的mosfet控制模块输出24路控制信号，输出接口分别为mos管t1、mos管t2、mos管t3、mos管t4、mos管t5、mos管t6、mos管t7、mos管t8、mos管t9、mos管t10、mos管t11、mos管t12、mos管t13、mos管t14、mos管t15、mos管t16、mos管t17、mos管t18、mos管t19、mos管t20、mos管t21、mos管t22、mos管t23、mos管t24。

4、所述的y-inverter逆变模块中，晶体开关管t1门极与mosfet控制模块的t1输出接口相连、源极与电容ci负极和二极管d1阳极及电容c1负极相连、漏极与二极管d25阳极和二极管d1阴极相连，晶体开关管t2门极与mosfet控制模块的t2输出接口相连、源极与二极管d2阳极和二极管d25阳极相连、漏极与二极管d2阴极和电感l1的正极相连，二极管d25阴极与电容c1正极和电容c2负极及二极管d26阳极相连，晶体开关管t3门极与mosfet控制模块的t3输出接口相连、源极与二极管d3阳极和电感l1正极相连、漏极与二极管d3阴极和二极管d26阴极相连，晶体开关管t4门极与mosfet控制模块的t4输出接口相连、源极与二极管d4阳极和二极管d26阴极相连、漏极与二极管d4阴极和电容ci正极及电容c2正极相连，晶体开关管t5门极与mosfet控制模块的t5输出接口相连、源极与二极管d5阳极和电容c3负极及电容ca负极相连、漏极与二极管d31阳极和二极管d5阴极相连，晶体开关管t6门极与mosfet控制模块的t6输出接口相连、源极与二极管d6阳极和二极管d31阳极相连、漏极与二极管d6阴极和电感l1负极相连，二极管d31阴极与电容c3正极和电容c4负极及二极管d32阳极相连，晶体开关管t7门极与mosfet控制模块的t7输出接口相连、源极与二极管d7阳极和电感l1负极相连、漏极与二极管d7阴极和二极管d32阴极相连，晶体开关管t8门极与mosfet控制模块的t8输出接口相连、源极与二极管d8阳极和二极管d32阴极相连、漏极与二极管d8阴极和电容c4正极及电容ca正极相连，晶体开关管t9门极与mosfet控制模块的t9输出接口相连、源极与电容ci负极和二极管d9阳极及电容c5负极相连、漏极与二极管d27阳极和二极管d9阴极相连，晶体开关管t10门极与mosfet控制模块的t10输出接口相连、源极与二极管d10阳极和二极管d27阳极相连、漏极与二极管d10阴极和电感l2的正极相连，二极管d27阴极与电容c5正极和电容c6负极及二极管d28阳极相连，晶体开关管t11门极与mosfet控制模块的t11输出接口相连、源极与二极管d11阳极和电感l2正极相连、漏极与二极管d11阴极和二极管d28阴极相连，晶体开关管t12门极与mosfet控制模块的t12输出接口相连、源极与二极管d12阳极和二极管d28阴极相连、漏极与二极管d12阴极和电容ci正极及电容c6正极相连，晶体开关管t13门极与mosfet控制模块的t13输出接口相连、源极与二极管d13阳极和电容c7负极及电容cb负极相连、漏极与二极管d33阳极和二极管d13阴极相连，晶体开关管t14门极与mosfet控制模块的t14输出接口相连、源极与二极管d14阳极和二极管d33阳极相连、漏极与二极管d14阴极和电感l2负极相连，二极管d33阴极与电容c7正极和电容c8负极及二极管d34阳极相连，晶体开关管t15门极与mosfet控制模块的t15输出接口相连、源极与二极管d15阳极和电感l2负极相连、漏极与二极管d15阴极和二极管d34阴极相连，晶体开关管t16门极与mosfet控制模块的t16输出接口相连、源极与二极管d16阳极和二极管d34阴极相连、漏极与二极管d16阴极和电容c8正极及电容cb正极相连，晶体开关管t17门极与mosfet控制模块的t17输出接口相连、源极与电容ci负极和二极管d17阳极及电容c9负极相连、漏极与二极管d29阳极和二极管d17阴极相连，晶体开关管t18门极与mosfet控制模块的t18输出接口相连、源极与二极管d18阳极和二极管d29阳极相连、漏极与二极管d18阴极和电感l3的正极相连，二极管d29阴极与电容c9正极和电容c10负极及二极管d30阳极相连，晶体开关管t19门极与mosfet控制模块的t19输出接口相连、源极与二极管d19阳极和电感l3正极相连、漏极与二极管d19阴极和二极管d30阴极相连，晶体开关管t20门极与mosfet控制模块的t20输出接口相连、源极与二极管d20阳极和二极管d30阴极相连、漏极与二极管d20阴极和电容ci正极及电容c10正极相连，晶体开关管t21门极与mosfet控制模块的t21输出接口相连、源极与二极管d21阳极和电容c11负极及电容cc负极相连、漏极与二极管d35阳极和二极管d21阴极相连，晶体开关管t22门极与mosfet控制模块的t22输出接口相连、源极与二极管d22阳极和二极管d35阳极相连、漏极与二极管d22阴极和电感l3负极相连，二极管d35阴极与电容c11正极和电容c12负极及二极管d36阳极相连，晶体开关管t23门极与mosfet控制模块的t23输出接口相连、源极与二极管d23阳极和电感l3负极相连、漏极与二极管d23阴极和二极管d36阴极相连，晶体开关管t24门极与mosfet控制模块的t24输出接口相连、源极与二极管d24阳极和二极管d36阴极相连、漏极与二极管d24阴极和电容c12正极及电容cc正极相连，电容ci正极与电压源vi正极相连、电容ci负极与电容ca负极和电容cb负极及电容cc负极相连。pmsm负载模块输入端口a与y-inverter逆变模块中电容ca正极相连，pmsm负载模块输入端口b与y-inverter逆变模块中电容cb正极相连，pmsm负载模块输入端口c与y-inverter逆变模块中电容cc正极相连。

5、本发明一种基于二极管钳位的宽电压输出范围的三相逆变器的优点在于：首先，在逆变桥部分，应用了与传统逆变器不同的接法，将三个相同的dc/dc转换器连接到一个公共的“y”点；其次，在逆变器拓扑结构中增设了二极管钳位机制，使得本发明所述的逆变器相较于普通两电平逆变器输出波形更接近正弦，且能够实现宽电压范围输出。本发明逆变器相比于传统的逆变器，有着更宽的电压输出范围，输出波形质量好，更加高效、稳定、可靠。

6、为更清楚的说明本发明所提的一种基于二极管钳位的宽电压输出范围的三相逆变器，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。